Перспективы развития мехатронных систем Текст научной статьи по специальности «Прочие социальные науки»

Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»

УДК 621.865.8

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ

О. Р. Ачкасов Научный руководитель - Е. В. Сергеева

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: [email protected]

Приводится анализ применения интеллектуальных технологий в решении многофакторных задач. Отмечается, что использование научно-технических достижений в области мехатроники открывает новые возможности по решению повседневных задач, а также ставит человека в зависимость от технических средств.

Ключевые слова: искусственный интеллект, мехатроника.

PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF MECHATRONIC SYSTEMS

O. R. Achkasov Scientific Supervisors - E. V. Sergeeva

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

The paper analyzes the application of intelligent technology in solving problems of multifactorial. It is noted that the use of scientific and technological achievements in the field of mechatronics opens up new possibilities for everyday tasks, andputs people depending on the hardware.

Keywords: artificial intelligence, mechatronics.

Главной особенностью современного этапа развития мехатроники является создание принципиально нового поколения модулей - интеллектуальных мехатронных модулей (ИММ). Как известно, интеллектуальный мехатронный модуль - конструктивно и функционально самостоятельное изделие с синергетической интеграцией механической, электрической (электротехнической), информационной и компьютерной (электронной) частей, которое можно использовать индивидуально и в различных комбинациях с другими модулями [1].

Сегодня мы не можем представить свою жизнь без тех благ, которые стали привычкой: сотовая и Интернет связь, доступные потребительские товары, собственная вычислительная техника с возрастающими мощностями. Все это - плоды технического прогресса, за которым стоит прогресс научный. Наше нынешнее общество принято считать информационным. Но насколько важна зависимость информации, которую мы производим, и теми благами, которые потребляем? Нынешние уровни автоматизации (роботизации), выводят производительность труда, на ранее лишь воображаемые высоты.

Мехатроника находится на стыке наук, достижения в каждой из которых, является достижением и для мехатроники. Электронное цифровое управление становится все более обособленным от человека. Это продиктовано необходимостью независимой и адаптивной работы мехатронных систем. Для управления и обслуживания мехатронной системы, в частности, промышленного робота требуется достаточно высокий уровень знаний.

Неспособность или нежелание участвовать в обмене информацией (знаниями), приводит к тому, что человек оказывается выкинутым из цикла производства благ и услуг. Например, в книге [2] представлен спектр задач по обработке информации. На одном конце спектра обработка чисел, которая может быть легко автоматизирована, на другом, распознавание образов и ситуаций, например, задача по управлению автомобилем. Предположим, водитель обрабатывает непрерывный поток информации от окружающей среды (визуальный, акустический). Чтобы запрограммировать такое пове-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1

дение, понадобится установить видеокамеры и другие сенсоры, чтобы получать входные данные. Но чтобы сделать, например, левый поворот в условиях встречного движения необходимо учитывать огромный набор факторов. Это некоторый набор правил, повторяющих поведение водителя. Формализация человеческих знаний и встраивание их в программное обеспечение представляет собой сложную задачу.

В начале XXI века еще только предполагалось создать автомобиль без водителя, который смог бы проехать определенный путь самостоятельно. Но спустя всего несколько лет управление автомобилем без водителя перестало быть невозможным. Напротив, превратилось в задачу, перспективность которой стала очевидна всем. В октябре 2010 года Google анонсировал в своем блоге, что удалось создать полностью автономную машину на базе Toyota Prius. Она смогла проехать более 1000 миль по американским дорогам без какого-либо вмешательства со стороны человека. Другим интересным примером является супер-компьютер Watson, разработанный фирмой IBM и спроектированный для участия в телевизионной викторине Jeopardy («Своя Игра»). Он в 2011 году обыграл двух самых успешных игроков. Компьютер способен понимать вопросы в привычной человеку форме. Человек вполне очевидно взаимозависим от современных технических средств, без них мы бы не смогли производить блага и новые знания (информацию). А технические устройства не способны работать независимо от человека, сохраняя при этом свой функционал. Однако эта взаимозависимость рискует стать односторонней, что является одной из проблем XXI века [2]. Современные ученые высказывают свои опасения относительно искусственного интеллекта. Они связаны прежде всего с темпами развития и соотношения человека с ним. Но развитие искусственного интеллекта, это лишь одна практическая область мехатроники.

Механика и электроника роботов развиваются столь же быстрыми темпами. Основные тенденции развития этих областей связаны с миниатюризацией и унификацией, что также увеличивает область применения мехатронных изделий. Их основные преимущества - это способность выполнять сложные движения самостоятельно, что повышает их автономность, гибкость и живучесть. ИММ работают в изменяющихся и неопределенных условиях внешней среды. Упрощение коммуникаций между модулями и центральным устройством управления (вплоть до перехода к беспроводным коммуникациям) позволяет добиваться повышенной помехозащищенности мехатронной системы и ее способности к быстрой реконфигурации. А благодаря компьютерной диагностике неисправностей и автоматической защиты в аварийных и нештатных режимах работы, повышается надежность и безопасность системы. Интеллектуализация сенсоров для ИММ позволяет добиться более высокой точности измерения, программным путем обеспечив в самом сенсорном модуле фильтрацию шумов, калибровку, линеаризацию характеристик вход/выход [3].

Библиографические ссылки

1. Подураев Ю. В. Мехатроника. Основы, методы, применение : учеб. пособие. М. : Машиностроение. 2006. 256 с.

2. Леви Ф., Марнейн Р. Новое разделение труда. Princeton University Press. 2012. 192 с.

3. Егоров О. Д., Подураев Ю. В. Мехатронные модули. Расчет и конструирование : учеб. пособие. М. : МГТУ «СТАНКИН», 2004. 360 с.

© Ачкасов О. Р., 2015